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随着道路交通的发展 ， 我们已经离不开导航系统了 。 而导航系统不仅仅要依赖于数据库可只能路径的规划 ， 更重要的是需要一个高精度的定位系统 ， 这一个工程是十分庞大的 ， 要建立一个卫星定位网络 ， 一般是由几十个卫星构成 。 谈及全球定位系统 ， 我们最熟悉的就是美国GPS全球定位系统 。
GPS全球定位系统是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的空间卫星导航定位系统 。 一般的 ， 我们认为一个国家建立卫星定位系统根本目的是在于民用 ， 然而真正的目的是实现于军事 ， 美国建立定位系统根本目的在于应用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的 。 那么全球卫星定位系统的原理又是什么呢？
【卫星定位系统|与我们密切相关的太空科技——GPS卫星定位系统】
图片源自网络
它由三部分组成：地面控制部分、空间部分、用户设备部分 。 全球定位系统的空间部分由24颗工作卫星组成 ， 平均分布在6个轨道面（每个轨道面4个）上 ，。 此外 ， 轨道上还有4颗现役备用卫星 。 卫星的分布使得在世界上任何时间、任何地点都能观测到4颗以上的卫星 ， 并能保持良好定位精度的几何图像 。 这提供了在时间上连续导航全球的能力 。
图为GPS工作原理 图片源自于网络
地面控制由主控站、全球监测站以及地面控制站组成 。 拥有精密的铯钟和接收器 ， 可以测量所有可见卫星 。 监测站将包括电离层和气象数据在内的卫星观测数据经初步处理后传送到主控制站 。 主控站从每个监测站收集跟踪数据 ， 计算卫星的轨道和时钟参数 ， 并将结果发送给三个地面控制站 。 地面控制站将这些导航数据和命令从主控制站注入每颗卫星的顶部 。 如果地面站出现故障 ， 卫星中预先存储的导航信息将在一段时间内保持可用 ， 但导航精度将逐渐降低 。
用户设备主要由GPS接收机、硬件及数据处理软件、微处理器和终端设备组成 。 GPS接收机由主机、天线和电源组成 。 它的主要任务是捕获、跟踪和锁定卫星信号；对接收到的卫星信号进行处理 ， 测量GPS信号从卫星到接收天线的传播时间 。 对GPS卫星发送的导航信息进行翻译 ， 实时计算接收天线的三维位置、速度和时间 。
全球定位系统已经广泛运用于监测 ， 交通 ， 地球运动 ， 气象 ， 农业 ， 军事等领域 ， 对人类的发展产生了巨大的作用 。
GPS全球定位系统可以说是人类最为先进 ， 应用最为广泛的科技成果 。 有因为一个定位系统会对一个国家的军事力量以及综合发展产生巨大的影响 ， 在GPS系统之后又有了欧洲伽利略 ， 俄罗斯的格洛纳斯以及中国的北斗 。 我们不难看出 ， 这些国家都是军事及综合实力的强国 。 这足以体现出卫星定位系统的重要 。 下期我们就来谈谈我国的北斗导航系统 。
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